CN110932627A - 一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置 - Google Patents

一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置 Download PDF

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康尔良
杨贺
田雨
赵婷
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Abstract

一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置属于发电机领域；现有系统可操作性较差，稳定性较差，误差易出现且准确度差，响应速度较慢；包括输出电压采集单元的一端依次连接整流和滤波单元、电压比较单元、低频保护单元、和稳压调整单元；电压采集单元的输入端与柴油发电机机组单元的电压输出端相接后，连接电压电流采样及幅值变换单元的另一端；本发明可提高柴油发电机机组输出电压的稳定性，具有低频检测报警功能，适应各种复杂工况，其结构简单，成本低廉，安全性高，更加可靠和精确的稳定柴油发电机的输出电压。

Description

一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置
技术领域
本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置。
背景技术
随着中国工业的快速发展以及能源需求的急剧增加，电力需求量也在日益增多。柴油发电机因其具有稳定、使用持久、故障率低且在工况变化时可靠性强等优点，因此，许多企业和机构将其用作日常用电或应急电源。但由于柴油发电机机组离网运行，处于孤岛工作的状态，其输出电压幅值会在一定程度上受到负载变化的影响。为保持柴油发电机在负载突变情况下的电压稳定，就需要在发电机组中配备自动电压调节稳定装置。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，通过采用晶闸管通断控制励磁输出大小，增加了系统的响应速度和稳定性；通过比较器和电容、电阻构成的有源滤波装置，可加强信号的抗干扰能力；通过增加比较器和三极管搭建低频报警电路，保证发电机不会长时间工作在低频状态，防止发电机在低频过热的工况下损毁；在满足柴油发电机输出电压自动调节稳定的基础上，有效的提高了发电机工作的安全性。
本发明的技术方案：
一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，包括柴油发电机机组单元、输出电压采集单元、整流滤波单元、低频报警单元、电压比较单元、稳压调节单元和发电机励磁输出；所述输出电压采集单元（2）由电压互感器构成，电压互感器原边侧与柴油发电机机组单元1输出端连接，副边侧两端整流滤波单元3两端相接。
进一步地，所述整流滤波单元（3）包括比较器A的反向输入端与通过电阻R1与输出电压采集单元（2）相连，比较器A的同向输入端与接地引脚GND相接，其反向输入端通过电阻R2与其输入端相连；比较器A的同向输入端与比较器B的同向输入端相连，比较器B的反向输入端与自身的输出端相连，其输出端与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与电容C1一端相连，电容另一端与接地引脚GND相接。
进一步地，所述低频报警单元（4）包括比较器C反向输入端通过电容C2与接地引脚GND相接，其同向输入端通过电阻R4与输出电压采集单元（2）输出端相连，其输出端通过电阻R5与三极管T1的基极相连；三极管T1的发射极与接地引脚GND相接，三极管T1的集电极与发光二极管D1的负极相连，发光二极管D1的正极与接地引脚GND相接。
进一步地，所述电压比较单元（5）包括比较器D的反向输入端与整流滤波单元（3）的输出端相连；电阻R6一端与低频报警单元（4）比较器C的输出端相连，其另一端与电容C3正极相连，同时连接在比较器D的同向输入端，电容C3负极与接地引脚GND相接；电容C4与电阻R7串联，C4、R7与电容C5并联，C5两端分别连接比较器D的反向输入端与输出端；比较器D输出端与电阻R8一端相连，同时该输出端依次连接电阻R9、电容C6与GND引脚。
进一步地，所述稳压调节单元（6）包括电压比较单元（5）输出端与电力场效应晶体管Q1的栅极相连，Q1的源极与电阻R10的一端相连，电阻R10与晶闸管D2阴极相连，同时与接地引脚GND相接；晶闸管D2的的门极与电力场效应晶体管Q1的源极相连，D2的阳极与电容C6的的一端相连，电容C6的另一端与可变电阻R12的一端相连；R12的另一端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与电阻R11的一端相连，同时通过电容C7与接地引脚GND相接；电阻R11与电力场效应晶体管Q1的的漏极相连。电阻R13两端分别引出接线柱，向柴油发电机输出励磁电压信号。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明提供了一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，通过采用晶闸管通断控制励磁输出大小，增加了系统的响应速度和稳定性；通过比较器和电容、电阻构成的有源滤波装置，加强了信号的抗干扰能力；通过增加比较器和三极管搭建低频报警电路，保证发电机不会长时间工作在低频状态，防止发电机在低频过热的工况下损毁；在满足柴油发电机输出电压自动调节稳定的基础上，有效的提高了发电机工作的安全性，适应各种复杂工况，其结构简单，成本低廉，安全性高，更加可靠和精确的稳定柴油发电机的输出电压。
附图说明
图1是本发明的系统原理结构示意图；
图2是整流滤波单元电路图；
图3是低频报警单元电路图；
图4是电压比较单元电路图；
图5是稳压调节单元电路图；
图中：1-柴油发电机机组G，2-输出电压采集单元，3-整流滤波单元，4-低频报警单元，5-电压比较单元，6-稳压调节单元，7-发电机励磁绕组。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
一种柴油发电机机组功率因数的高效控制装置，如图1-图5所示，包括柴油发电机机组单元1、输出电压采集单元2、整流滤波单元3、低频报警单元4、电压比较单元5、稳压调节单元6和发电机励磁绕组7；所述输出电压采集单元2的一端依次连接整流滤波单元3、电压比较单元5、稳压调整单元6、发电机励磁绕组7；所述低频报警单元4输入端连接输出电压采集单元2;所述发电机励磁输出7的输出端与柴油发电机机组单元1的励磁端相接。
工作原理：输出电压采集单元2从柴油发电机机组单元1的输出端采集发电机输出的电压，输出电压采集单元2的另一端经整流滤波单元3后与电压比较单元5相接，采样电压与参考电压比较后，输出控制信号给稳压调节单元6，稳压调节单元6输出励磁信号给发电机励磁绕组，以控制发电机输出电压稳定。与此同时，输出电压采集单元2将发电机输出电压的频率信号传递给低频报警单元4，以确保发电机安全稳定运行。
具体地，所述输出电压采集单元2由电压互感器构成，电压互感器原边侧与柴油发电机机组单元1输出端连接，副边侧两端整流滤波单元3两端相接。
具体地，所述整流滤波单元3包括整流和滤波两个部分，整流部分包括比较器A的反向输入端与通过电阻R1与输出电压采集单元2相连，比较器A的同向输入端与接地引脚GND相接，其反向输入端通过电阻R2与其输入端相连；滤波部分包括比较器A的同向输入端与比较器B的同向输入端相连，比较器B的反向输入端与自身的输出端相连，其输出端与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与电容C1一端相连，电容另一端与接地引脚GND相接。
具体地，所述低频报警单元4包括比较器C反向输入端通过电容C2与接地引脚GND相接，其同向输入端通过电阻R4与输出电压采集单元2输出端相连，其输出端通过电阻R5与三极管T1的基极相连；三极管T1的发射极与接地引脚GND相接，三极管T1的集电极与发光二极管D1的负极相连，发光二极管D1的正极与接地引脚GND相接。当发电机运行在低频状态时，发光二极管通电发光报警。
具体地，所述电压比较单元5包括比较器D的反向输入端与整流滤波单元3的输出端相连；电阻R6一端与低频报警单元4比较器C的输出端相连，其另一端与电容C3正极相连，同时连接在比较器D的同向输入端，电容C3负极与接地引脚GND相接；电容C4与电阻R7串联，C4、R7与电容C5并联，C5两端分别连接比较器D的反向输入端与输出端；比较器D输出端与电阻R8一端相连，同时该输出端依次连接电阻R9、电容C6与GND引脚。
具体地，所述稳压调节单元6包括电压比较单元5输出端与电力场效应晶体管Q1的栅极相连，Q1的源极与电阻R10的一端相连，电阻R10与晶闸管D2阴极相连，同时与接地引脚GND相接；晶闸管D2的的门极与电力场效应晶体管Q1的源极相连，D2的阳极与电容C6的的一端相连，电容C6的另一端与可变电阻R12的一端相连；R12的另一端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与电阻R11的一端相连，同时通过电容C7与接地引脚GND相接；电阻R11与电力场效应晶体管Q1的的漏极相连。电阻R13两端分别引出接线柱，向柴油发电机输出励磁电压信号。
以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (6)

1.一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，包括柴油发电机机组单元（1）、输出电压采集单元（2）、整流滤波单元（3）、低频报警单元（4）、电压比较单元（5）、稳压调节单元（6）、发电机励磁绕组（7）；所述输出电压采集单元（2）的一端依次连接整流滤波单元（3）、电压比较单元（5）、稳压调整单元（6）、发电机励磁输出（7）；所述低频报警单元（4）输入端连接输出电压采集单元（2）;所述发电机励磁输出（7）的输出端与柴油发电机机组单元（1）的励磁端相接。
2.根据权利要求1所述一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，所述输出电压采集单元（2）由电压互感器构成，电压互感器原边侧与柴油发电机机组单元1输出端连接，副边侧两端整流滤波单元3两端相接。
3.根据权利要求2所述一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，所述整流滤波单元（3）包括比较器A的反向输入端与通过电阻R1与输出电压采集单元（2）相连，比较器A的同向输入端与接地引脚GND相接，其反向输入端通过电阻R2与其输入端相连；比较器A的同向输入端与比较器B的同向输入端相连，比较器B的反向输入端与自身的输出端相连，其输出端与电阻R3一端相连，电阻R3另一端与电容C1一端相连，电容另一端与接地引脚GND相接。
4.根据权利要求3所述一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，所述低频报警单元（4）包括比较器C反向输入端通过电容C2与接地引脚GND相接，其同向输入端通过电阻R4与输出电压采集单元（2）输出端相连，其输出端通过电阻R5与三极管T1的基极相连；三极管T1的发射极与接地引脚GND相接，三极管T1的集电极与发光二极管D1的负极相连，发光二极管D1的正极与接地引脚GND相接。
5.根据权利要求4所述一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，所述电压比较单元（5）包括比较器D的反向输入端与整流滤波单元（3）的输出端相连；电阻R6一端与低频报警单元（4）比较器C的输出端相连，其另一端与电容C3正极相连，同时连接在比较器D的同向输入端，电容C3负极与接地引脚GND相接；电容C4与电阻R7串联，C4、R7与电容C5并联，C5两端分别连接比较器D的反向输入端与输出端；比较器D输出端与电阻R8一端相连，同时该输出端依次连接电阻R9、电容C6与GND引脚。
6.根据权利要求5所述一种柴油发电机机组自动电压调节稳定装置，其特征在于，所述稳压调节单元（6）包括电压比较单元（5）输出端与电力场效应晶体管Q1的栅极相连，Q1的源极与电阻R10的一端相连，电阻R10与晶闸管D2阴极相连，同时与接地引脚GND相接；晶闸管D2的的门极与电力场效应晶体管Q1的源极相连，D2的阳极与电容C6的的一端相连，电容C6的另一端与可变电阻R12的一端相连；R12的另一端与电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与电阻R11的一端相连，同时通过电容C7与接地引脚GND相接；电阻R11与电力场效应晶体管Q1的的漏极相连，电阻R13两端分别引出接线柱，向柴油发电机输出励磁电压信号。
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